三美電機(jī)將碳納米管FET應(yīng)用于生物傳感器
日期：2025-07-01 23:21
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摘要：
三美電機(jī)在該公司的綜合技術(shù)展“2008年三美電機(jī)展（MITSUMI
SHOW 2008）”（08年2月21～22日）上，展示了采用碳納米管FET（CNT-FET）的
生物傳感器。該產(chǎn)品為與北海道大學(xué)共同研究開發(fā)。除了與現(xiàn)行的酶聯(lián)**法（ELISA：enzyme-linked immunosorbent assay）相比能以高出3～4位數(shù)的靈敏度檢測出病毒外，還可用作“當(dāng)場檢測”的便攜檢測工具。“設(shè)想用于禽流感和瘋牛病（BSE）等家畜感染癥的檢測”（該公司解說員）。目標(biāo)是3～4年以內(nèi)投產(chǎn)。
該公司展示的CNT-FET是將在硅底板上通過CVD法形成的直徑1nm單層碳納米管作為通道使用。在柵電極上預(yù)先附著特定的病毒抗體，病毒抗原接觸柵電極時與抗體結(jié)合。通過CNT-FET的閾值電壓變化把此時的柵電位變化檢測出來。病毒抗原與抗體結(jié)合時的閾值電壓的變化量高達(dá)數(shù)伏，靈敏度非常高。
雖然作為通道使用的、連接源極和漏極的單層碳納米管的根數(shù)控制比較困難，不過此次的生物傳感器的動作原則上與根數(shù)無關(guān)。“雖然根數(shù)不同會引起源極和漏極間的電流不同，但病毒抗原與抗體結(jié)合時的閾值電壓的變化量不依賴于根數(shù)”（三美電機(jī)解說員）。不過，1根和2根等根數(shù)少的情況****。因為單層碳納米管除了具有半導(dǎo)體的特性外，在某些情況下還會顯示出金屬的特性。而根數(shù)增多的話，表現(xiàn)為金屬特性的單層碳納米管就會增加，從而漏電流增大等，導(dǎo)致晶體管特性產(chǎn)生變化。
此次的CNT-FET是在半導(dǎo)體器件“接近量產(chǎn)的環(huán)境下試制的”（該公司解說員），目前開發(fā)工作已經(jīng)超越實(shí)驗階段，進(jìn)入量產(chǎn)準(zhǔn)備階段。今后，將考慮與醫(yī)療、食品領(lǐng)域的企業(yè)合作，探討作為何種性能指標(biāo)的檢測工具進(jìn)行投產(chǎn)。
